我想用RNN的LSTM生成一段音乐,输入音乐是一个列表,输出一段音乐

时间: 2024-02-11 18:05:55 浏览: 21
好的,你需要用Python编写一个LSTM神经网络生成音乐的代码。这个任务需要涉及到数据预处理、模型建立、模型训练和音乐生成四个部分。以下是一个基本的模板,你可以根据自己的需求进行修改和补充。 ```python import numpy as np from music21 import midi from keras.models import Sequential from keras.layers import LSTM, Dense, Activation # 数据预处理 def get_data(data_path): midi_data = midi.MidiFile() midi_data.open(data_path) midi_data.read() midi_data.close() notes = [] for element in midi_data.flat: if isinstance(element, midi.Note): notes.append(str(element.pitch)) elif isinstance(element, midi.Chord): notes.append('.'.join(str(n) for n in element.normalOrder)) # 将音符转换成数字 note_to_int = dict((note, number) for number, note in enumerate(sorted(set(notes)))) input_size = len(set(notes)) sequence_length = 100 network_input = [] network_output = [] for i in range(0, len(notes) - sequence_length, 1): sequence_in = notes[i:i + sequence_length] sequence_out = notes[i + sequence_length] network_input.append([note_to_int[char] for char in sequence_in]) network_output.append(note_to_int[sequence_out]) n_patterns = len(network_input) # 将输入转化为LSTM需要的格式 X = np.reshape(network_input, (n_patterns, sequence_length, 1)) X = X / float(input_size) y = np_utils.to_categorical(network_output) return X, y, input_size # 模型建立 def create_model(X, input_size): model = Sequential() model.add(LSTM(512, input_shape=(X.shape[1], X.shape[2]), return_sequences=True)) model.add(Dropout(0.3)) model.add(LSTM(512)) model.add(Dense(256)) model.add(Dropout(0.3)) model.add(Dense(input_size)) model.add(Activation('softmax')) model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='rmsprop') return model # 模型训练 def train_model(model, X, y): model.fit(X, y, epochs=200, batch_size=128, verbose=1) # 音乐生成 def generate_music(model, network_input, input_size, output_length): int_to_note = dict((number, note) for number, note in enumerate(sorted(set(notes)))) # 随机选择一个网络输入 start = np.random.randint(0, len(network_input)-1) pattern = network_input[start] prediction_output = [] # 生成指定长度的音乐 for note_index in range(output_length): prediction_input = np.reshape(pattern, (1, len(pattern), 1)) prediction_input = prediction_input / float(input_size) prediction = model.predict(prediction_input, verbose=0) index = np.argmax(prediction) result = int_to_note[index] prediction_output.append(result) pattern.append(index) pattern = pattern[1:len(pattern)] return prediction_output # 主函数 def main(): data_path = 'data/music.mid' output_length = 500 X, y, input_size = get_data(data_path) model = create_model(X, input_size) train_model(model, X, y) network_input = X[np.random.randint(0, len(X)-1)] prediction_output = generate_music(model, network_input, input_size, output_length) if __name__ == '__main__': main() ``` 注意,在上面的代码中,使用了`music21`库来读取和处理MIDI文件,因此需要先安装该库。另外,如果你的电脑不够强大,可能需要调整模型的参数和训练次数以获得更好的效果。

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def network_model(inputs,num_pitch,weights_file=None):#输入,音符的数量,训练后的参数文件 #测试时要指定weights_file #建立模子 model=tf.keras.Sequential() #第一层 model.add(tf.keras.layers.LSTM( 512,#LSTM层神经元的数目是512,也是LSTM层输出的维度 input_shape=(inputs.shape[1],inputs.shape[2]),#输入的形状,对于第一个LSTM必须设置 return_sequences=True#返回控制类型,此时是返回所有的输出序列 #True表示返回所有的输出序列 #False表示返回输出序列的最后一个输出 #在堆叠的LSTM层时必须设置,最后一层LSTM不用设置,默认值为False )) #第二层和第三层 model.add(tf.keras.layers.Dropout(0.75))#丢弃30%神经元,防止过拟合 model.add(tf.keras.layers.LSTM(512,return_sequences=True)) model.add(tf.keras.layers.Dropout(0.75))#丢弃30%神经元,防止过拟合 model.add(tf.keras.layers.LSTM(512))#千万不要丢括号!!!! #全连接层 model.add(tf.keras.layers.Dense(256))#256个神经元的全连接层 model.add(tf.keras.layers.Dropout(0.75)) model.add(tf.keras.layers.Dense(num_pitch))#输出的数目等于所有不重复的音调数 #激活层 model.add(tf.keras.layers.Activation('softmax'))#Softmax激活函数求概率 #配置神经网络模型 model.compile(loss='categorical_crossentropy',optimizer=tf.keras.optimizers.RMSprop(learning_rate=0.0004)) #选择的损失函数是交叉熵,用来计算误差。使用对于RNN来说比较优秀的优化器-RMSProp #优化器如果使用字符串的话会用默认参数导致效果不好 return model

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